尹志剛

（中車長春軌道客車股份有限公司，吉林長春 130062）

0 引言

機器人是一種把機械技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合在一起的高科技產(chǎn)品。在當(dāng)今社會，機器人的使用在很大程度上提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)率，也改善了勞動條件，代替人類繁重的勞動力，逐漸實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動化。對于工業(yè)中存在的一些笨重的搬運和長期繁瑣的操作以及一些高溫，低溫或是有污染的工作環(huán)境，更加可以體現(xiàn)機器人在其中的作用。因此在現(xiàn)在一些大型的工作，在對高鐵，動車這些大型的火車進行表面噴涂時，機器人起到了很大的作用。噴涂機器人不僅有一般的機器人擁有的所有特性，還可以把表面噴涂技術(shù)融入進來，并在發(fā)展的過程中不斷地完善，而表面噴涂工藝也在不斷提高。機器人的運動本身就是一個極其復(fù)雜的動力學(xué)系統(tǒng)，因此，不論是哪種機器人，在對其進行分析時，首先都要對機器人的運動學(xué)方面的各種特性進行研究，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。雖然噴涂機器人目前已經(jīng)得到了應(yīng)用，但是依然還有許多技術(shù)性的問題沒有得到解決，比如說，在靜電噴涂的過程中，怎樣才能得到噴槍中的靜電電壓，怎樣用涂料濃度的參數(shù)進行集成，當(dāng)一些工件表面發(fā)生破損時，機器人應(yīng)該如何對相關(guān)的參數(shù)和軌跡進行調(diào)整，以及如何實現(xiàn)噴涂作業(yè)時的多目標優(yōu)化問題等。

1 靜電高壓閉環(huán)控制方法

中車長春軌道客車股份有限公司使用的機器人型號中控制靜電高壓的元件包括4個。它們之間的相互作用是把低電壓低電流通過高壓控制器給高壓槍，之后高壓槍將它們進行放大成高電壓高電流。靜電電荷一方面通過高壓電纜到達霧化器上的黃銅插頭，另一方面通過空氣馬達到達成型氣罩上，當(dāng)油漆再一次經(jīng)過霧化器時，就會加載靜電電荷，因此，油漆就帶有負電電荷了。高壓控制器接收到控制器發(fā)來的高壓命令值后，就會發(fā)送給高壓槍，隨后，通過高壓電纜對高壓控制器的性能進行反饋，控制器對反饋回來的高壓值進一步改變，而高壓值則是保持機器人發(fā)出命令不變的關(guān)鍵。當(dāng)控制器對高壓命令值不能保持一致時，就會出現(xiàn)報警，因此，就形成了閉環(huán)控制（圖1）。

圖1 靜電高壓閉環(huán)控制方法

2 噴涂機器人靜電高壓應(yīng)用

靜電噴涂的工作過程就是當(dāng)油漆經(jīng)過霧化器時將系統(tǒng)所釋放的靜電高壓加載到油漆上，使其帶上負電。由于接地的工件帶有正電，與帶有負電的油漆形成一個靜電場，所以涂料就會在與電場方向相反的位置移動，工件表面就會吸附一些油漆顆粒，可以在一定程度上提升上漆率。噴出的油漆和車身吸附的油漆之間的比值越高，就證明噴涂的效果越好。

電壓和電流是靜電高壓的主要構(gòu)成部分，如果在一定時間內(nèi)電壓或者電流的變化速度過快，就會產(chǎn)生高壓故障，從而靜電電荷的輸出就會受到影響，最后對上漆率造成影響。

靜電噴涂的過程中主要有以下優(yōu)點，為人們的使用提供了方便：一方面，涂料的顆粒比較細小，比較容易附著，而且沉積效率高，提高了涂料的利用率；另一方面，自動的噴涂和靜電噴涂相比，靜電噴涂的質(zhì)量比較穩(wěn)定，保證了噴涂的高質(zhì)量，還可以節(jié)省涂料，降低了運行費用。

3 高壓故障分析與維護策略

出現(xiàn)高壓故障，是因為一些因素使控制器無法對高壓槍輸送回來的高壓數(shù)值進行歷史調(diào)整，因此系統(tǒng)也就無法及時對給出的命令做出改變。其實在實際的使用過程中，一些高壓故障現(xiàn)象是不可避免的，但是不能任由這種現(xiàn)象發(fā)生而不予關(guān)注，要針對一些故障實例進行分析與研究。研究表明，產(chǎn)生高壓故障的因素有很多種，主要分為外部因素和內(nèi)部因素，其中引起高壓故障的內(nèi)部因素主要是高壓槍或者是電纜發(fā)生故障，還有就是高壓控制器自身出現(xiàn)問題。外部因素有很多種，其中包括噴房的濕度超過了正常的范圍、風(fēng)速過大、霧化器出現(xiàn)故障以及油漆管道清洗的不徹底等。如果內(nèi)部油漆管道清洗的不徹底，油漆管道上如果清洗的不干凈、有溶劑和油漆附著，就會使整個管路都導(dǎo)電，然后出現(xiàn)低電壓高電流的現(xiàn)象進而引發(fā)故障。因此就要求對高壓故障引起關(guān)注，針對這些情況，相關(guān)工作人員要對公司的噴涂機器人進行各方面的分析和檢查，并對此提出保護措施。

如當(dāng)高壓故障發(fā)出報警時，首先要對霧化器和車身之間的距離進行檢查，確認是否＜25 cm。如果距離保持在正常范圍內(nèi)，就要對運行的程序是否有誤，如果有誤，就修改發(fā)生錯誤的程序。如果距離沒有在正常范圍之內(nèi)，就要檢查機器人的保護措施是否已經(jīng)做好，看看周邊是否潮濕。如果潮濕就要查看是哪里漏水，采取解決措施；如果不潮濕，就要查看是否溶劑和油漆泄漏的現(xiàn)象，如果有，就要對各種閥門進行檢查，進行修復(fù)；如果沒有，就對換霧化器進行確認。之后就要在工作的界面上進行高壓測試，檢查電壓和電流是否正常，如果正常，就要進一步的對噴房室內(nèi)的風(fēng)速，溫度等進行進一步的檢查，如果不正常，就要采用排隊法對高壓設(shè)備排查，找出原因，采取措施，至此，對高壓故障的檢查就結(jié)束了。

不僅如此，在日常的工作過程中，也要注意對高壓靜電噴涂機進行日常的保養(yǎng)和維護措施。一方面，要根據(jù)點檢卡對設(shè)備注意檢查，主要針對機器產(chǎn)生故障的原因以及容易造成泄露的原因。另一方面，還要對設(shè)備進行定時的檢修，怎樣能夠及時的并充分利用好檢修時間，并且有針對性的對設(shè)備的主要部分例行檢查，包括設(shè)備的潤滑，緊固等等，由于檢查過程中設(shè)備大，全方位的檢查難以實施，針對這一情況，公司制定了相應(yīng)的保養(yǎng)計劃，對設(shè)備的維修進行分類并上報，而且要在每次檢查之后進行分析與探討，總結(jié)經(jīng)驗，不斷完善，進而提高設(shè)備的完好率。

4 結(jié)語

隨著社會的不斷進步，經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對噴涂機器人的研究也得到了迅速發(fā)展。越來越多的涂裝設(shè)備和工藝不斷地投入到使用中，現(xiàn)代化機器人的出現(xiàn)，可以完成一些高強度并且比較困難的工作，這在很大程度上解放了人類生產(chǎn)力，降低了成本，對人類有很大益處。靜電噴涂機器人在各行各業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，盡管機器人工作的效率是比人類要更高效，但是想要更大程度的保證噴涂機器人在噴涂的過程中的效率，保證上漆質(zhì)量，靜電高壓系統(tǒng)就起到了很大作用。但是，在使用的過程中，容易發(fā)生高壓故障，而且也不容易進行維修，是靜電高壓系統(tǒng)存在的一個最大不足。因此在以后的研究過程中，對于如何降低高壓故障的發(fā)生頻率，如何在較短的時間內(nèi)對其進行維修，以及怎樣才能在高壓故障發(fā)生前對其進行檢測，都是很好的方向。

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